JPH09280251A

JPH09280251A - ステージ装置

Info

Publication number: JPH09280251A
Application number: JP8782696A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Hara; 英明原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】静圧気体軸受けを使用したステージ装置にお
いて、軸受け面の周囲に不規則に流れ出す排気の量を抑
え、ステージ上の汚染、及び環境温度の変化を防ぐ。【解決手段】所定の案内面に沿って駆動されるＹガイ
ドバー搬送体１０１の気体吹き出し孔１２３Ａ，１２３
Ｂの周囲の軸受け面１２２Ａ，１２２Ｂを囲むように排
気溝１２１を設け、排気溝１２１の外側に軸受け面１２
２Ａ，１２２Ｂと等しい高さの隔壁１１８Ａ，１１８Ｂ
を設ける。排気溝１２１の排気口１２５Ａを環境気流２
３の風下側に設けると共に、温度センサ２０５を設置
し、その温度センサ２０５の測定温度が環境気流２３の
温度に等しくなるように圧搾気体源２０１から気体吹き
出し孔１２３Ａ，１２３Ｂに供給される圧搾空気の温度
を温調機２０２により調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工対象物等を位
置決めするための静圧気体軸受けを備えたステージ装置
に関し、例えば半導体素子等を製造するための露光装
置、精密工作機械、又は精密測定機等のステージ装置に
適用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子、液晶表示素子、撮像
素子（ＣＣＤ等）、又は薄膜磁気ヘッド等を製造するた
めのフォトリソグラフィ工程では、レチクル（又はフォ
トマスク等）上のパターンをウエハ（又はガラスプレー
ト等）上に露光するためのステッパー等の露光装置が使
用される。

【０００３】斯かる露光装置には、例えばウエハを所定
の露光位置に移動させる手段として、直交するＸ軸及び
Ｙ軸に平行な方向に移動可能なＸ軸ステージ及びＹ軸ス
テージからなるウエハステージが用いられる。最近で
は、特に高速及び高精度の位置決めを実現するためのウ
エハステージとして、静圧気体軸受けを用いた静圧空気
案内式のステージ装置が用いられる。また、露光装置と
しては、レチクル及びウエハを同期して走査して露光を
行うステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光
型の投影露光装置も注目されている。このような走査露
光型では、ウエハステージのみならず、レチクルステー
ジ側でも静圧空気案内式のステージ装置が使用されてい
る。更に、静圧空気案内式のステージ装置は精密工作機
械や精密測定機等で加工対象物等を位置決めする用途に
も使用されている。

【０００４】このようなステージ装置に使用される静圧
気体軸受けは、可動部と固定部との間に一定の静圧を保
持することで、可動部と固定部との間に一定の隙間を保
つように工夫したものであり、これによって可動部を高
速且つ円滑に移動できるようになっている。また、従来
の静圧気体軸受けは、可動部又は固定部の軸受け面に静
圧空気の吹き出し口及び吸引口を設け（吸引口を設けな
い場合もある）、外部から供給される圧搾空気の吹き出
しによる反発力と吸引力（又は重力）との釣り合いによ
り、その軸受け面と対向する案内面との間に一定の隙間
が保持される構成となっている。

【０００５】また、例えば露光装置においては、レチク
ルステージやウエハステージの位置を計測するためにレ
ーザ干渉計が使用される。レーザ干渉計では、可動部に
固定された移動鏡にレーザビームを照射してその可動部
の変位量を計測する。この場合、レーザビームの光路上
に空気の揺らぎがあると、レーザ干渉計の測定値に誤差
が生じる。そのため、レーザビームの光路上の空気の揺
らぎを抑えるために、従来より例えばレーザビームの光
路の周辺に温調された空気を供給する等の対策が施され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の静圧気体軸受け
を用いたステージ装置は、常に軸受け面の圧搾空気の吹
き出し口の周辺にその吹き出された空気をそのまま放出
する構造になっている。しかしながら、一般の工場にお
いては静圧気体軸受けに供給される圧搾空気等の温度は
十分には管理されていない。また、圧搾空気が室温にな
っていたとしても、その圧搾空気が軸受け面の空気の吹
き出し口から吹き出される際に、空気圧力が大気圧に低
下し、断熱冷却により空気の温度が低下してしまう。そ
のため、加工対象物の周囲の温度が目標温度よりも低下
して、その加工対象物や載物台等の収縮によって従来の
位置決め誤差や加工誤差等が生ずる恐れがあった。ま
た、上述のように、露光装置用のステージは座標位置の
計測にレーザビームを用いたレーザ干渉計を使用する場
合が多い。そのため、正確な座標計測を行うためにレー
ザビームの光路上の気流の乱れや、温度変化を抑える必
要がある。しかし、静圧気体軸受けから環境空気と異な
る温度の空気が排出されると、レーザビームの光路上の
気流が乱れ、光路上の温度変動が生じて、レーザ干渉計
の計測精度を劣化させるという不都合がある。

【０００７】また、静圧気体軸受けに供給される圧搾空
気は、一般の工場では十分に清浄化されていない状態で
供給される。また、高度に清浄化された空気といえども
微細な異物の混入は避けられない。そのため、静圧気体
軸受けから放出される空気中の微少な異物や化学物質が
被加工物を汚染するという不都合もある。特に、半導体
基板や液晶基板等を製造するような高度の清浄性が要求
される工場では、このような異物の混入を防止する必要
がある。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、静圧気体軸受け
を使用した場合に、軸受け面の周囲に不規則に放出され
る気体の量を抑え、ステージ上の汚染を抑えると共に、
環境温度の変化を抑えることができるステージ装置を提
供することを目的とする。更に、本発明は、静圧気体軸
受けと共に干渉計が使用されている場合に、干渉計の計
測精度を向上させ、ステージの位置を正確に計測して、
ステージを高精度に位置決め又は移動できるステージ装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるステージ装
置は、案内面を有する第１部材（１０４）と、その案内
面に対向する軸受け面（１２２Ａ，１２２Ｂ）を有する
第２部材（１０１）と、その軸受け面（１２２Ａ，１２
２Ｂ）内の気体吹き出し孔（１２３Ａ，１２３Ｂ）より
その案内面に圧搾された気体を吹き出す静圧気体軸受け
（２０１，２０３，２０３Ａ，２０３Ｂ）と、を有し、
この静圧気体軸受けを介してその第１部材（１０４）と
その第２部材（１０１）とを相対移動させるステージ装
置において、その軸受け面（１２２Ａ，１２２Ｂ）のそ
の気体吹き出し孔（１２３Ａ，１２３Ｂ）の周囲に気体
を排出するための排気溝（１２１）を設けたものであ
る。

【００１０】斯かる本発明のステージ装置によれば、気
体吹き出し孔（１２３Ａ，１２３Ｂ）の周囲に気体を排
出する排気溝（１２１）が設けられているため、気体吹
き出し孔（１２３Ａ，１２３Ｂ）から吹き出された気体
は、その排気溝（１２１）を通って所望の方向に排出さ
れる。従って、直接軸受け面（１２２Ａ，１２２Ｂ）の
周囲に不規則に放出される気体の量が減少し、静圧気体
軸受けを使用した場合でも、排出気体によるステージ装
置の汚染が抑えられると共に、環境温度の変化が抑えら
れる。

【００１１】この場合、その軸受け面（１２２Ａ，１２
２Ｂ）に対してその排気溝（１２１）を挟むように、そ
の軸受け面（１２２Ａ，１２２Ｂ）と同じ高さを有する
隔壁（１１８Ａ，１１８Ｂ）を設けることが好ましい。
これにより、第１部材（１０４）の案内面と軸受け面
（１２２Ａ，１２２Ｂ）との隙間から不規則に放出され
る気体の量が更に減少する。

【００１２】また、そのステージ装置に対して温調され
た気流（２３）が所定方向に供給されている場合に、そ
の排気溝（１２１）の排出口（１２５Ａ，１２５Ｂ）を
その温調された気流（２３）の風下側に設けることが好
ましい。これにより、排気溝（１２１）から排出される
気体による気流（２３）の乱れ及び温度変化が抑えられ
る。

【００１３】また、その排気溝（１２１）から排出され
る気体の温度を計測する温度センサ（２０５）を設け、
この温度センサの測定値に基づいて、その排気される気
体の温度が、その温調された気流（２３）の温度と等し
くなるように、その静圧気体軸受けの圧搾気体源（２０
１）の温度を制御することが好ましい。これにより、排
気される気体が気流（２３）と等しい温度で排気される
ため、気流（２３）の温度変化が更に抑えられる。

【００１４】また、その第１部材（１０４）及び第２部
材（１０１）の少なくとも一方に光ビーム（１６Ａ）を
照射して、その２つの部材（１０１，１０４）の相対変
位を検出する干渉計（１６）を設け、その排気溝（１２
１）から排出される気体をその干渉計（１６）の光ビー
ム（１６Ａ）の光路から離れた位置に放出することが好
ましい。これにより、干渉計（１６）の光ビーム（１６
Ａ）の光路上の空気の揺らぎが減少して干渉計の測定誤
差が減少し、その第１部材とその第２部材との相対位置
の位置決めが高精度に行える。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は露光装置のウエ
ハステージに本発明を適用したものである。図１は、本
例のウエハステージの構成を説明するための一部を切り
欠いた斜視図を示し、この図１において、定盤１上に後
述するＸステージ及びＹステージを介して試料台５が載
置され、その試料台５上の不図示のウエハホルダ上にウ
エハ２０が真空吸着により保持されている。不図示のレ
チクル上のパターンに露光用の照明光が照射され、その
パターンの像がウエハ２０上に転写露光される。以下、
定盤１に平行な平面上にＸ軸及びＹ軸からなる直交座標
系を取り、その直交座標系に垂直にＺ軸を取り説明す
る。

【００１６】定盤１上のＹ方向の両端近傍にはＸステー
ジを駆動するためのリニアモータ３，４のそれぞれの固
定子３Ａ，４Ａが、Ｘ方向に沿って互いに平行な状態で
固定されている。また、定盤１の＋Ｙ方向の端部付近に
固定された固定子３Ａの内側面（−Ｙ方向の面）に沿っ
てＸステージのための案内面が設けられたＸガイドバー
１０４が固定されている。固定子３Ａ上にはリニアモー
タ３の可動子３Ｂが架設され、同様に固定子４Ａ上に
は、リニアモータ４の可動子４Ｂが架設されている。可
動子３Ｂは、Ｘガイドバー１０４を跨ぐ固定用フレーム
６を介してＹステージの案内面となるＹガイドバー１１
２の＋Ｙ方向の上端部に固定されており、他方の可動子
４Ａは、固定用フレーム７を介してＹガイドバー１１２
の−Ｙ方向の上端部に固定されている。

【００１７】Ｙガイドバー１１２のＹ方向の両端は、＋
Ｙ方向に配設された第１のＹガイドバー搬送体１０１、
及び−Ｙ方向に配設された第２のＹガイドバー搬送体１
０５に固定されている。第１のＹガイドバー搬送体１０
１の底面及び外側面（＋Ｙ方向の面）は、それぞれ定盤
１の上面及びＸガイドバー１０４の案内面に対向し、第
２のＹガイドバー搬送体１０５の底面は定盤１の上面に
対向している。以上のＸガイドバー１０４、Ｙガイドバ
ー１１２及びＹガイドバー搬送体１０１，１０５等より
Ｘステージが構成されている。Ｘステージは、Ｘ軸のリ
ニアモータ３，４のそれぞれの可動子３Ｂ，４Ｂと同体
でＸ方向に移動する。

【００１８】Ｙガイドバー搬送体１０１のＸガイドバー
１０４との対向面には静圧気体軸受けの複数の気体噴出
部及び真空吸引部が設けられている。静圧気体軸受けの
気体噴出部及び真空吸引部には、細孔が形成されてお
り、それらの細孔を通して空気の吹き出し及び吸引が行
われる。図１では複数の気体噴出部及び真空吸引部の
内、１つの気体噴出部１０２Ａ及び２つの真空吸引部１
０３Ａ，１０３Ｂを示す。気体噴出部１０２Ａに生じる
空気圧による反発力と真空吸引部１０３Ａ，１０３Ｂに
生じる吸引力との釣り合いにより、Ｙガイドバー搬送体
１０１はＸガイドバー１０４に一定の隙間を保ちつつ拘
束される。また、Ｙガイドバー搬送体１０１の定盤１と
の対向面にも同様の静圧気体軸受けが設けられており、
Ｙガイドバー搬送体１０１は定盤１に一定の隙間を保ち
つつ拘束される。更に、Ｙガイドバー搬送体１０５の定
盤１との対向面にも同様の静圧気体軸受けが設けられて
おり、Ｙガイドバー搬送体１０５は定盤１に一定の隙間
を保ちつつ拘束される。

【００１９】また、Ｙガイドバー搬送体１０１，１０５
のそれぞれの両端部には、試料台５を載置するＸ方向軸
受け体１１１Ａ，１１１Ｂを駆動するためのＹ軸の２つ
のリニアモータ（図１では、その内１つのリニアモータ
８Ａを示す。もう一方のリニアモータについては、固定
子だけを示す）の固定子１５Ａ，１５Ｃが互いに平行な
状態で固定されている。リニアモータ８Ａの固定子１５
Ａには、可動子１５Ｂが架設され、もう１つのリニアモ
ータにも同様の可動子が架設されている。２つの可動子
（可動子１５Ｂ等）は、それぞＸ方向軸受け体１１１
Ａ，１１１Ｂの側面に直接固定されている。また、２つ
のＸ方向軸受け体１１１Ａ，１１１Ｂは共にその底面側
で、Ｙガイドバー１１２の底面側に対向して配置された
上下方向支持体１０６に固定されている。そして、上下
方向支持体１０６の底面は定盤１の上面に対向してい
る。以上の上下方向支持体１０６、Ｘ方向軸受け体１１
１Ａ，１１１Ｂ、及び試料台５等よりＹステージが構成
されている。Ｙステージは２つのＹ軸のリニアモータの
可動子１５Ｂ等と同体でＹガイドバー１１２に沿ってＹ
方向に移動する。

【００２０】また、上下方向支持体１０６の定盤１との
対向面には、複数の気体噴出部及び真空吸引部を備えた
静圧気体軸受けが設けられており、上下方向支持体１０
６は定盤１に一定の隙間を保ちつつ拘束される。また、
Ｘ方向軸受け体１１１Ａ，１１１ＢのＹガイドバー１１
２とのそれぞれの対向面には、静圧気体軸受けの複数の
気体噴出部のみが設けられている。そして、Ｘ方向軸受
け体１１１Ａ，１１１Ｂは互いに空気圧による反発力で
Ｙガイドバー１１２との間に一定の隙間を保っている。
なお、上下方向支持体１０６とＹガイドバー１１２との
間、及び試料台５とＹガイドバー１１２との間には十分
に大きな隙間が設けられている。

【００２１】更に、試料台５上の−Ｘ方向及び＋Ｙ方向
のそれぞれの端部には、定盤１上に固定されたＸ座標計
測用のレーザ干渉計１６及びＹ座標計測用のレーザ干渉
計１７から放射されるレーザビーム１６Ａ及び１７Ａを
反射する移動鏡１８及び移動鏡１９が固定されており、
これらのレーザ干渉計１６Ａ，１７Ａにより試料台５の
Ｘ座標及びＹ座標が検出される。更に、本例のステージ
装置には不図示であるが、移動鏡１８，１９、及びウエ
ハ２０を一体として上下方向（Ｚ方向）に移動すると共
に、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の回りに回転する機構が搭載されてい
る。また、レーザ干渉計のレーザビーム１６Ａの近傍に
は、レーザビーム１６Ａの光路近傍の温度を測定するた
めの温度センサ２１が設置されている。この温度センサ
２１の測定値は、不図示の空調系に供給されている。即
ち、本例のステージ装置は、特にレーザ干渉計１６，１
７のレーザビーム１６Ａ，１７Ａの光路の温度を一定に
保つためにステージ全体が空調環境下にあり、環境気流
２３で示すように全体空調用の空気が、Ｘ座標計測用の
レーザ干渉計１６の後方からステージに向けて流されて
いる。

【００２２】ここで、上述のステージ装置に設けられた
各静圧気体軸受けの構成について詳しく説明する。図２
（ａ）は、図１のＸガイドバー１０４に対向する第１の
Ｙガイドバー搬送体１０１の静圧気体軸受けの状態を示
す側面図であり、この図２（ａ）において、Ｙガイドバ
ー搬送体１０１のＸガイドバー１０４に対向する面の左
右の端部及び中央部には、それぞれ縦方向に少し長い矩
形の凹部よりなる真空吸引部１０３Ｃ，１０３Ａ及び横
方向に長い大きな矩形の凹部よりなる真空吸引部１０３
Ｂが設けられ、それらの３個の真空吸引部１０３Ａ〜１
０３Ｃの間に２個の円形の凹部よりなる気体噴出部１０
２Ｂ，１０２Ａが設けられている。

【００２３】図３は、図１のＹガイドバー搬送体１０１
を示す拡大斜視図であり、この図３において、Ｙガイド
バー搬送体１０１の側面の形状は図２（ａ）の形状を拡
大したものである。図３において、気体噴出部１０２
Ａ，１０２Ｂは、互いに同じ高さ（以下、Ａ面とＢ面と
が「同じ高さ」とは、Ａ面の延長上にＢ面があることを
意味する）に形成された軸受け面１２２Ａ，１２２Ｂよ
り少し凹んだ円形の凹部であり、その気体噴出部１０２
Ａ，１０２Ｂの中央部にそれぞれ小さな空気の吹き出し
孔１２３Ａ，１２３Ｂが設けられている。また、軸受け
面１２２Ａ，１２２Ｂと同じ高さの軸受け面１２２Ｃ〜
１２２Ｅ内に形成された真空吸引部１０３Ａ〜１０３Ｃ
の中央部には、それぞれ空気を真空吸引するための排気
孔１２４Ａ〜１２４Ｃが設けられている。

【００２４】また、気体噴出部１０２Ａ，１０２Ｂの周
囲には空気を排出するためのコの字型の凹部よりなる排
気溝１２１が形成されている。排気溝１２１は、軸受け
面１２２Ａ，１２２Ｂ、軸受け面１２２Ｃ〜１２２Ｅ、
及びＺ方向の両端に形成された隔壁１１８Ａ，１１８Ｂ
により囲まれた縦方向（Ｚ方向）の複数の溝と、それら
の複数の溝に連通する上下２つのＸ方向に沿った溝とか
ら構成されている。この場合、隔壁１１８Ａ，１１８Ｂ
の表面は、軸受け面１２２Ａ，１２２Ｂと同じ高さを有
し、軸受け面１２２Ｅに接続している。即ち、排気溝１
２１のＸ軸に平行な２つの溝の−Ｘ方向の端部は閉じら
れている。一方、排気溝１２１の＋Ｘ方向の端部は外気
に解放されており、排気溝１２１に流入した空気は、排
気溝１２１の上下２つのＸ方向に沿った溝の＋Ｘ方向の
端部の排気口１２５Ａ，１２５Ｂから外部に放出され
る。

【００２５】外部に設置されたコンプレッサよりなる圧
搾気体源２０１からの圧搾空気は、集中配管２０３及び
集中配管２０３から分岐した２つの枝管２０３Ａ，２０
３Ｂを経由してそれぞれ気体噴出部１０２Ａ，１０２Ｂ
の吹き出し孔１２３Ａ，１２３Ｂから吹き出される。集
中配管２０３中には、圧搾空気の温度を調節するための
温調機２０２が設置されており、この温調機２０２によ
り圧搾気体源２０１で昇圧された空気の温度を調節す
る。また、排気口１２５Ａには、排出空気の温度を測定
するための電気出力式の温度センサ２０５が設けられて
おり、温度センサ２０５の測定値は温調機２０２に供給
されている。

【００２６】図２（ｅ）は、定盤１と接するＹガイドバ
ー搬送体１０１，１０５、及び上下方向支持体１０６の
それぞれの底面側の静圧気体軸受けの構成を示し、この
図２（ｅ）に示すように、Ｙガイドバー搬送体１０１の
底面にも側面と同様の静圧気体軸受けが設けられてい
る。この底面側のＹ方向の両端部を走る排気溝１２７Ａ
からの排出空気も、図３に示すように側面の排出空気と
同様に底面側の排気口１２８Ａ，１２８Ｂから＋Ｘ方向
に排出される。なお、底面側の静圧気体軸受けには、側
面の静圧気体軸受けと同様に枝管２０３Ａ，２０３Ｂを
介して温調された空気が供給される。

【００２７】図２（ｅ）に示すように、第２のＹガイド
バー搬送体１０５の底面側に設けられた静圧気体軸受け
も、第１のＹガイドバー搬送体１０１の底面側の静圧気
体軸受けと同様の構成を有し、Ｙ方向の両端部を走る排
気溝１２９Ａからの排出空気も、排気口１３０Ａ，１３
０Ｂから＋Ｘ方向に排出される。なお、このＹガイドバ
ー搬送体１０５の底面の静圧気体軸受けにも、圧搾気体
源２０１で所定の圧力に昇圧され、温調機２０２により
温調された空気が供給されている。以下説明する他の静
圧気体軸受けについても同様である。

【００２８】図２（ｂ）は、Ｙガイドバー１１２の周辺
構成を説明するための平面図を示し、図２（ｃ）は、Ｙ
ガイドバー１１２に接するＸ方向軸受け体１１１Ｂの軸
受け面の状況を示す。また、図４は、図２（ｃ）のＸ方
向軸受け体１１１Ｂを一部を切り欠いて示す斜視図であ
る。これらの図２（ｂ）〜図２（ｃ）及び図４により、
Ｘ方向軸受け体１１１Ｂの側面の静圧気体軸受けの構成
及び排気の流れを説明する。もう一方のＸ方向軸受け体
１１１Ａも同様な構成を有する。図２（ｃ）に示すよう
に、Ｘ方向軸受け体１１１Ｂの静圧気体軸受けの軸受け
面が設けられた側面には、側面の端部を囲む隔壁１１５
が設けられている。そして、その隔壁１１５の内部のＹ
方向の両端に空気を吹き出すための気体噴出部１１３
Ａ，１１３Ｂが設けられ、それらの気体噴出部１１３
Ａ，１１３Ｂの間の＋Ｚ方向の端部に空気を自然に排気
するための排気孔１１６が形成されている。

【００２９】図４に示すように、Ｘ方向軸受け体１１１
Ｂの気体噴出部１１３Ａ，１１３Ｂはほぼ正方形の軸受
け面１２６Ａ，１２６Ｂの中央部に形成された円形の凹
部からなり、気体噴出部１１３Ａ，１１３Ｂのほぼ中央
部には、空気を吹き出すための吹き出し孔１１７Ａ，１
１７Ｂが形成され、吹き出し孔１１７Ａ，１１７Ｂが不
図示の圧搾気体源に接続されている。また、吹き出し孔
１１７Ａ，１１７Ｂの周囲の軸受け面１２６Ａ，１２６
Ｂを囲むように排気溝１１４ａ，１１４ｂが形成され、
排気溝１１４ａ，１１４ｂは中央の凹部１１４に連なっ
ている。そして、排気溝１１４ａ，１１４ｂ及び凹部１
１４の周囲の隔壁１１５は、軸受け面１２６Ａ，１２６
Ｂと等しい高さを有する。これらの隔壁１１５と軸受け
面１２６Ａ，１２６Ｂとの間の凹部１１４に設けられた
排気孔１１６はＸ方向軸受け体１１１Ｂの底面側に貫通
しており、その底面側で排気管３０１に接続している。
排気管３０１はＸ方向軸受け体１１１Ｂの中央部から−
Ｘ方向に引き出された後、直ぐに−Ｙ方向に直角に曲げ
られた状態で設置されている。そして、図２（ｂ）に示
すように、後述の上下方向支持体１０６の静圧気体軸受
けからの排気管３０２に接続する。排気管３０１に導入
された排出空気は、排気管３０２で上下方向支持体１０
６の静圧気体軸受けからの排出空気と合流した後、排気
管３０２の排気口から＋Ｘ方向に向けて外気中に排出さ
れる。なお、もう１つのＸ方向軸受け体１１１Ａからの
排気も排気管３０１の合流点より下流で排気管３０２に
合流し、Ｘ方向軸受け体１１１Ｂの排気と共に排出され
る。この場合、排気管３０２の排気口は＋Ｘ方向に形成
されており、排出空気は＋Ｘ方向、即ち環境気流２３の
風下側に向けて放出される。

【００３０】次に、定盤１と接するＹステージの上下方
向支持体１０６の下面の静圧気体軸受けの構成について
説明する。図２（ｅ）において、上下方向支持体１０６
の底面側には、同様の構成を有する４個の気体噴出部１
０７Ａ〜１０７Ｄが形成されている。そして、気体噴出
部１０７Ａの周辺の構成に示すように、気体噴出部１０
７Ａを取り囲む形で真空吸引部１０８が設けられてい
る。気体噴出部１０７Ａの回りの軸受け面と真空吸引部
１０８との間には排気溝１０９が設けられている。この
排気溝１０９の底部から上下方向支持体１０６の上面に
貫通する排気孔１１０が形成されており、排気孔１１０
は底面側において排気管（図２（ｄ）参照）に接続して
いる。気体噴出部１０７Ａから噴出された空気は、排気
孔１１０を通って排気管に導入され、他の噴出部１０７
Ｂ〜１０７Ｄからの排出空気と共に排気管の排気口から
外部に放出される。

【００３１】図２（ｄ）は、図２（ｂ）の側面図を示
し、この図２（ｄ）及び図２（ｂ）の矢印で示すよう
に、上下方向支持体１０６の底面の静圧気体軸受けから
の排出空気は上下方向支持体１０６の上面から出て、−
Ｙ方向に曲がった排気管を経て、図４の排気管３０２に
合流し、排気管３０２の＋Ｘ方向に設けられた排気口か
ら環境気流２３の風下に向けて放出される。

【００３２】次に、本例の静圧気体軸受けの構成上の利
点について、第１のＹガイドバー搬送体１０１の側面の
静圧気体軸受けを例にとり説明する。図３に示すよう
に、気体噴出部１０２Ａ，１０２Ｂの周囲に排気溝１２
１を設け、その側面の上下端、即ちＸ方向に走る排気溝
１２１の外側に、軸受け面１２２Ａ，１２２Ｂと等しい
高さの隔壁１１８Ａ，１１８Ｂを設けている。気体噴出
部１０２Ａ，１０２Ｂから吹き出された空気は、一部は
真空吸引部１０３Ａ〜１０３Ｃから吸引され、一部は隔
壁１１８Ａ，１１８ＢとＸガイドバー１０４との間の隙
間から周囲に放出される。しかし、殆どの排出空気は隔
壁１１８Ａ，１１８Ｂに阻まれ、排気溝１２１を通って
排気口１２５Ａ，１２５Ｂから外部に放出される。気体
噴出部１０２Ａ，１０２Ｂから吹き出される空気の量が
毎分３リットル、第１のＹガイドバー搬送体１０１とＸ
ガイドバー１０４との隙間が５μｍ、排気溝１２１の断
面が５×３ｍｍ² のとき、排気溝１２１の排気口１２５
Ａ，１２５Ｂから排出されず、排気溝１２１の隔壁１１
８Ａ，１１８ＢとＸガイドバー１０４との間を通って外
部に流れ出る気体は総排気量の１％以下であることが実
験で確認されている。

【００３３】更に、本例では各静圧気体軸受けから排出
される空気の排気口を、図１のレーザ干渉計１６，１７
のレーザビーム１６Ａ，１７Ａの光路から出来るかぎり
離れた位置に設けると共に、全ての静圧気体軸受けから
の排出空気は環境気流２３の風下側に向けて放出され
る。従って、各静圧気体軸受けからの排出空気により環
境気流２３の流れが乱される現象が抑えられる。特に、
本例においては、レーザ干渉計１６，１７のレーザビー
ム１６Ａ，１７Ａの光路近くを移動するＸ方向軸受け体
１１１Ａ，１１１Ｂ、及び上下方向支持体１０６に設け
られた静圧気体軸受けからのそれぞれの排出空気を図４
の排気管３０２に集め、その排気管３０２の排気口をレ
ーザビーム１６Ａ，１７Ａの光路から最も離れた位置に
設けているため、レーザビーム１６Ａ，１７Ａの光路上
の温度変化に対する排出空気の影響が抑えられる。

【００３４】更に、本例ではレーザ干渉計１６のレーザ
ビーム１６Ａの光路の近傍に設置した温度センサ２１に
より環境温度を測定し、それに基づいて、空調系から露
光装置に向けて供給される空気の温度が所定の目標温度
になるようにする。そして、静圧気体軸受け側では、図
３の温調機２０２によって、第１のＹガイドバー搬送体
１０１の排気溝１２１の排気口１２５Ａに設置した温度
センサ２０５により測定される排出空気の温度が環境空
気の目標温度と等しくなるように制御する。これによ
り、第１のガイドバー搬送体１０１から排出される排出
空気によるレーザビームの光路上の空気の温度変化が抑
えられる。第２のＹガイドバー搬送体１０５、及びＸ方
向軸受け体１１１Ａ，１１１Ｂの他の静圧気体軸受けに
ついても、第１のＹガイドバー搬送体１０１に供給され
る空気と同様の温度の空気が供給される。

【００３５】なお、本例ではＹ軸のレーザ干渉計１７の
レーザビーム１７Ａの光路上の温度を測定していない
が、レーザビーム１７Ａの光路の周辺の環境温度を測定
する温度センサを設け、その温度センサの測定値も考慮
して不図示の空調系での温度や風量等を制御するように
してもよい。また、各静圧気体軸受けの排気溝の出口
に、第１のＹガイドバー搬送体１０１の温度センサ２０
５と同様の温度センサを設け、その温度センサの測定値
に基づいて、各静圧気体軸受けに供給する空気の温度を
別個に制御するようにしてもよい。

【００３６】なお、本発明は上述のウエハステージに限
らず、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置のレ
チクルステージ等にも適用できる。更には、工作機械や
測定機等のステージ装置にも適用できる。このように、
本発明は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の構成を取り得る。

【００３７】

【発明の効果】本発明のステージ装置によれば、静圧気
体軸受けの気体吹き出し孔の周囲に排気溝を設け、例え
ば排気された気体を任意の位置まで誘導し排出するとい
う構造にすることで、軸受け面の周囲に不規則に排出さ
れる気体の量が減少し、排気中の汚染物によりステージ
装置が汚染される割合が減少すると共に、環境温度の変
化が抑えられる利点がある。

【００３８】また、軸受け面に対して排気溝を挟むよう
に、軸受け面と同じ高さを有する隔壁を設ける場合に
は、第１部材の案内面と第２部材の軸受け面との隙間か
ら直接周囲に放出される気体の量が更に減少する利点が
ある。また、ステージ装置に対して温調された気流が所
定方向に供給され、排気溝の排気口を温調された気流の
風下側に設ける場合には、排気溝から排出される気体に
よる外部の気流の乱れが減少する利点がある。

【００３９】また、排気溝から排出される気体の温度を
計測する温度センサを設け、この温度センサの測定値に
基づいて、排気される気体の温度が、温調された気流の
温度と等しくなるように、静圧気体軸受けの圧搾気体源
の温度を制御する場合には、排気される気体が外部の気
流と等しい温度で排気されるため、外部の気流の温度変
化が抑えられる利点がある。

【００４０】また、第１部材及び第２部材の少なくとも
一方に光ビームを照射して、２つの部材の相対変位を検
出する干渉計を設け、排気溝から排出される気体を干渉
計の光ビームの光路から離れた位置に放出する場合に
は、干渉計の光ビームの光路上の温度変化が抑えられ、
干渉計の測定誤差が減少する。従って、干渉計により測
定された第１部材と第２部材との正確な相対位置に基づ
いて、第１部材と第２部材との相対位置の位置決めが高
精度に行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態の一例の露光装置のウ
エハステージを示す一部を切り欠いた斜視図である。

【図２】図１のウエハステージの各静圧気体軸受けの構
成及び排出空気の流れを説明するための図である。

【図３】図１の第１のＹガイドバー搬送体１０１の静圧
気体軸受けの構成及びその静圧気体軸受けの軸受け面付
近の構成を示す斜視図である。

【図４】図１のＸ方向軸受け体１１１Ｂの静圧気体軸受
けの構成を示す一部を切り欠いた斜視図である。

【符号の説明】

１定盤５試料台１６，１７レーザ干渉計１６Ａ，１７Ａレーザビーム１８，１９移動鏡２０ウエハ２１温度センサ（環境温度測定用）１０１第１のＹガイドバー搬送体１０２Ａ，１０２Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂ気体噴出部１０３Ａ〜１０３Ｃ，１０８真空吸引部１０４Ｘガイドバー１０５第２のＹガイドバー搬送体１０６上下方向支持体１０７Ａ〜１０７Ｄ気体噴出部１０９，１１４ａ，１１４ｂ，１２１排気溝１１１Ａ，１１１ＢＸ方向軸受け体１１２Ｙガイドバー１１５，１１８Ａ，１１８Ｂ隔壁１１７Ａ，１１７Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂ吹き出し孔１１６，１２４Ａ〜１２４Ｃ排気孔１２２Ａ〜１２２Ｅ，１２６Ａ，１２６Ｂ軸受け面２０１圧搾気体源２０２温調機２０３集中配管２０３Ａ，２０３Ｂ枝管２０５温度センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２３Ｑ 1/26 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】案内面を有する第１部材と、前記案内面
に対向する軸受け面を有する第２部材と、前記軸受け面
内の気体吹き出し孔より前記案内面に圧搾された気体を
吹き出す静圧気体軸受けと、を有し、該静圧気体軸受け
を介して前記第１部材と前記第２部材とを相対移動させ
るステージ装置において、前記軸受け面の前記気体吹き出し孔の周囲に気体を排出
するための排気溝を設けたことを特徴とするステージ装
置。
【請求項２】請求項１記載のステージ装置であって、前記軸受け面に対して前記排気溝を挟むように、前記軸
受け面と同じ高さを有する隔壁を設けたことを特徴とす
るステージ装置。
【請求項３】請求項１又は２記載のステージ装置であ
って、前記ステージ装置に対して温調された気流が所定方向に
供給され、前記排気溝の排出口を前記温調された気流の
風下側に設けたことを特徴とするステージ装置。
【請求項４】請求項３記載のステージ装置であって、前記排気溝から排出される気体の温度を計測する温度セ
ンサを設け、該温度センサの測定値に基づいて、前記排
気される気体の温度が、前記温調された気流の温度と等
しくなるように、前記静圧気体軸受けの圧搾気体源の温
度を制御することを特徴とするステージ装置。
【請求項５】請求項１、２、３、又は４記載のステー
ジ装置であって、前記第１部材及び第２部材の少なくとも一方に光ビーム
を照射して、前記２つの部材の相対変位を検出する干渉
計を設け、前記排気溝から排出される気体を前記干渉計の光ビーム
の光路から離れた位置に放出することを特徴とするステ
ージ装置。